Основы теплопередачи - Крейт Ф.
Скачать (прямая ссылка):
UAx
К задаче 6.22.
^.л-іітетarctg (тот")+vfTwarctg (тш1)] •
V L v W где ^ У—у.
6.23. Рассчитать выражение для углового коэффициента FgAi ->д, для круглого диска и элемента плоской поверхности в ситуации, показанной на рисунке.
/
К задаче 6.23.
364 ?лава 6
6.24. Рассчитать величину F1^2 Для каждой пары поверхностей, показан* ных на рисунке.
К задаче 6.24.
6.26. Определить величину углового коэффициента F\+2 Для геометрии, показанной на рисунке.
К задаче 6.25.
6.26. Определить величину углового коэффициента F1^2 Для геометрии! показанной на рисунке.
К задаче 6.26.
6.27, Определить угловые коэффициенты Fx^y -»4, Р\+ь и ^7I->б Для геометрии, поперечное сечение которой показано на рисунке. Поверхности, бесконечно протяженные в направлении, перпендикулярном к плоскости страницы.
Излучение 365
T
6
5 1М
3
4
К задаче 6.27.
6.28. Определить угловые коэффициенты F1^2» ^7I-»з и ^7I-»4 Для цилиндрической геометрии, показанной на рисунке. Поверхности 1 и 4 — торцевые плоскости цилиндра, а поверхности 2 и 3 — криволинейные внешние поверхности цилиндра.
6.29. Два параллельных черных прямоугольника размером 5Х Ю м расположены прямо друг против друга на расстоянии 5 м. Примем, что окружающее пространство черное и имеет температуру О К. Прямоугольники обозначены как поверхности 1 и 2. Температуры поверхностей Т\ = 100 К и T2 = 2000 К. Построить тепловую цепь для системы, обозначив все потенциалы, сопротивления и токи:
а) Определить результирующий теплообмен излучением между поверхностями 1 и 2.
б) Определить результирующий поток энергии к поверхности 1.
в) Определить результирующий поток энергии к поверхности 2.
г) Определить результирующий теплообмен излучением между поверхностью 1 и окружающим пространством.
д) Определить результирующий теплообмен излучением между поверхностью 2 и окружающим пространством.
6.30. Решить задачу 6.29, когда окружающее пространство заменено огнеупорной (адиабатической) поверхностью. Рассчитать температуру огнеупорной поверхности.
6.31. Черный солнечный коллектор расположен на крыше дома. Площадь поверхности коллектора 50 м2. Падающее от Солнца излучение создает на коллекторе плотность потока излучения 800 Вт/м2. Окружающее пространство можно считать черным при эффективной температуре 30°С. Кондуктив-ным и конвективным потоками от коллектора можно пренебречь. Рассчитать: а) равновесную температуру коллектора; б) результирующий теплообмен излучением между коллектором и окружающим пространством.
6.32. Решить задачу 6.31, учитывая теплообмен конвекцией от поверхности коллектора к окружающему воздуху при 30°С, если hc = 60 Вт/(м2-град).
6.33. Два параллельных черных диска диаметром 30 см расположены на расстоянии 20 см. Один диск имеет температуру 800 К, другой 400 К. Диски помещены в вакуум, и тыльные стороны обоих дисков теплоизолированы. Окружающее пространство — черное, при температуре 300 К.
К задаче 6.28.
Ш Ґлава 6
а) Построить тепловую цепь для этой задачи, обозначив все потенциалы, сопротивления и токи.
б) Рассчитать результирующий теплообмен излучением между двумя дисками.
в) Рассчитать результирующие тепловые потоки для двух дисков и окружающего пространства. Убедиться, что сумма трех результирующих потоков равна нулю.
г) Рассчитать результирующий теплообмен излучением между двумя дисками и окружающим пространством.
6.34. Решить задачу 6.33, принимая, что окружающее пространство заменено огнеупорной (адиабатической) поверхностью. Рассчитать температуру огнеупорной поверхности.
6.35. Изолированная черная прямоугольная поверхность на космическом корабле ориентирована перпендикулярно солнечным лучам. Космический корабль находится на расстоянии 1,5¦1O8 км от Солнца; диаметр Солнца 1,39 X ХЮ6 км. Принимаем, что Солнце — черное тело при температуре 5550 К Энергия излучения, падающего от других частей космического корабля и от планет, пренебрежимо мала. Окружающее пространство имеет эквивалентную радиационную температуру 0 К Рассчитать равновесную температуру черной поверхности.
6.36. Асфальтированная улица имеет излучательную способность 0,6 для испускаемого длинноволнового излучения и поглощательную способность 0,95 для коротковолнового излучения, падающего от Солнца. В ясный день плотность потока падающего солнечного излучения от Солнца составляет 1000 Вт/м2. Определить равновесную температуру асфальта, если температура воздуха 290 К, а коэффициент конвективного теплообмена между асфальтом и воздухом 10 Вт/(м2.град). Теплопроводностью в землю пренебречь.
6.37. Решить задачу 6.36, заменив асфальт бетонным покрытием, которое имеет излучательную способность 0,5 для длинноволнового излучения и поглощательную способность 0,65 для коротковолнового излучения, падающего от Солнца.
6.38. Сосуд Дьюара для жидкого азота изготовлен в виде двух концентрических сфер, разделенных вакуумом. Внутренняя сфера имеет внешний диаметр 1 м, а внешняя сфера имеет внутренний диаметр 2 м. Обе сферы являются серыми поверхностями се = 0,20. Температура кипения азота при давлении 0,1 МН/м2 (1 атм) 78 К, а скрытая теплота испарения 2•1O5 Дж/кг. Определить скорость выкипания N2, когда внутренняя сфера заполнена жидким азотом, а внешняя сфера имеет температуру 300 К
